余热锅炉及水处理的探讨

余热锅炉及水处理的探讨

电力设备余热锅炉及水处理的探讨郁宝兴（京萨电力r程有限公司，北京市，uxxm）燃气轮机联合循环中使用的余热锅炉，压力篼，数童-般有2~3个，水处理技术较复杂这种余热锅炉的化学水处理包括锅炉补给水处理、凝结水处理、化学加药处理和汽水取样系统。对锅炉补给水的水处理有3种系统可供选择，应对不同的系统进行技术经济比较后确定采用哪种系统。凝结水的水处理应按冷却水质量、余热锅炉的型式及参数、汽水质量标准、凝汽器结构及管材等因素，经技术经济比较及经济核箅后确定。

　　燃气轮机联合循环余热锅炉水处理国内今后应用单循环或联合循环的燃气轮机发电会逐渐增多，而燃气轮机联合循环发电具有热效率篼的优点，因此，它是燃气轮机发电的重点。

　　燃气轮机联合循环发电在国内是新技术，其余热锅炉的水处理也是一项新技术。对化学水处理和炉内汽水的化学工况，有许多新H题需进一步研究。

　　余热锅炉过去多用于化工或制造业中压力较低的废热回收，锅炉压力约为3.43MPa.此时的水处理技术较简单，一般采用水的软化处理即可。

　　燃气轮机联合循环中，余热锅炉的操作压力较篼，组成复杂，有2个或3个汽包，并且每个汽包在不同的压力下运行。

　　燃气轮机联合循环屮，余热锅炉炉内的汽水化学况与常规的工业锅炉不同，它的水处理技术较复杂。该锅炉补给水的处理包括反渗透除盐系统、阳、阴离子除盐系统，并要对凝结水进行处理。

　　1联合循环余热锅炉的运行特点1.1汽包组成、运行压力和锅炉排污燃气轮机联合循环中的余热锅炉有2个或3个汽包，每个汽包分在不同的压力F运行u如锅炉为3个汽包的组合，则有1个篼压汽包、1个屮压汽包，1个低压汽包。除低压蒸汽汽包生成的低压蒸汽不进人汽轮机而进人除氧器外，高、中压汽包都向汽机供汽。对仟何类型的锅炉，如汽水分离器或汽包水位存在故障，均会产生严重的化学损伤；对于多汽包组成的余热锅炉，问题会更严重。此外，为了节约用水和传能，燃气轮机联合循环中余热锅炉的排污方式为从上一级汽包排至下一级汽包，这样在某汽包中进行化学调整会影响其他汽包。

　　1.2水冷壁管数置在常规余热锅炉中仅有1排水冷壁管，在燃气轮机联合循环中的余热锅炉则有数排鳍片管。由于管子周围均能吸收热童，不存在常规余热锅炉水冷壁管的“热侧/冷侧”工况。另一方面，燃气轮机联合循环余热锅炉的烟气流向中，第1排鳍片管处的热通量与最后一排鳍片管处的热通量不N，启动时差别更大。通常，烟气流中的第1排鳍片管相当于上升管，最后一排鳍片管相当于下降管。然而在锅炉启动的温度上升阶段，由于尚未向汽机供汽，最后一排鲔片管中的烟气流向可能反向，使它相当于上升管。

　　由于烟气流向的变化，因此，要求锅炉中非挥发性的化学成分浓度应该很低，这可使管壁上产生的沉淀最少。

　　1.3除在燃气轮机联合循环余热锅炉中，除氧器是低压蒸汽汽包的重要组成部分。通常，低压蒸汽汽包生成的低压蒸汽进入除氧器，以提篼给水和补给水的温度，作为高压锅炉给水泵的给水。为了节约投资，一般不设置启动备用锅炉，以便在启动时向除氧器提供蒸汽。

　　如果低压锅炉与除氧器系统的出口通向大气，停机、停炉时，水箱内的水要吸收氧气，溶于水中的氧气会引起联合循环余热锅炉发生点蚀和疲劳腐蚀。

　　1.4直流余热锅炉因为直流余热锅炉没有汽包，也没有省煤器、蒸发器、过热器，在水流过管束时，水-汽分界面的位置取决于水吸收的热量、流量、和压力。

　　1.S余热锅炉的调峰运行燃气轮机可设计为频繁启停，带尖峰负荷运行，在今后的形势下，频繁启停、带尖峰负荷运行会经常出现。但余热锅炉的许多问题与机组的频繁启停有关，余热锅炉很难适应频繁启停、带尖峰负荷运行的状态，这种运行状态会使余热锅炉引起较大的热应力和产生化学腐蚀。

　　机组的频繁启停、带尖峰负荷运行会引起严重的氧点蚀、热应力，会引起热疲劳、腐蚀疲劳。这些问题在余热锅炉开始运行时就可能出现，使维修频繁，且费用篼。

　　直流余热锅炉由于没有汽包，因此，有助于改进余热锅炉适应机组频繁启停、带尖峰负荷运行的性能。在余热锅炉中，壁厚和对热反应滞后的汽包是机组频繁启停、带尖峰负荷运行时最薄弱的环节。

　　2余热锅炉运行指标余热锅炉水-汽系统中，运行关键为补给水水源、返回的凝结水和锅炉汽包。余热锅炉的化学运行指标如表1所示。

　　表2列出了为了控制NO，喷入燃气轮机的水的水质合格指标。水中的钠和钾会与排气中的氧化硫化合，生成硫酸盐，硫酸盐对燃气轮机的叶片有腐蚀性。

　　表1余热镉炉化学运行指标化学运行指标给水凝结水炉水蒸汽补给水电导串/阳离子电导率/二氧化硅的取决于质撤分数压力钠离子的质董分数铁离子的质董分数溶解氧的质董分数注：适用于全铁金屑水-汽系统，对混合性的金水-汽系统pH值为8.表2入燃气轮机中的合格水质指标参数水蒸汽电导率/（ecm二氧化硅的质量分数钠离子的质量分数3联合循环余热锅炉的水处理3.1锅炉补给水处理氧化硅的质量分数<20xl09.根据火力发电厂化学水处理设计技术规定（SDG―85）（简称水处理规定，下同）可知，原水经预处理后，在满足进入离子交换器的要求后，经一级阳、阴离子交换器处理，再经阳、阴混合离子交换器或相当的系统处理，其出水水质可满足上述要求；又根据工业用水软化除盐设计规范（GB109-87）可知，原水经预处理后，在满足进入电渗析器或反渗透器的进水要求后，经电渗析处理，再经二级阳、阴混合离子交换器处理，其出水水质可满足上述要求；或经反渗透或电渗析处理，经一级阳、阴离子交换器处理，再经一级阳、阴混合离子交换器处理，其出水水质可满足上述要求。究竟采用何种系统，需通过对不同系统的技术经济比较后确定。

　　锅炉补给水处理系统的出力可按锅炉蒸发量，正常汽水损失、启动和事故损失、排污损失和特殊要求的补充水量等进行计算。由于直流余热锅炉没有汽包，也没有排污系统，因此，锅炉补给水处理系统的出力比汽包余热锅炉略小。

　　余热锅炉及水处理的探讨3.2凝结水处理是否采用凝结水处理应从冷却水质量、余热锅炉的型式及参数、汽水质量标准、凝汽器结构及管材等因素考虑，经技术经济比较及核算后确定。确定原则可水处理规定中“汽轮机组的凝结水精处理”考虑。即：由高压汽包余热锅炉供汽的汽轮机组以海水冷却时或由超高压汽包余热锅炉供汽的汽轮机组以海水或苦咸水冷却时，可考虑设置凝结水处理装置。

　　由亚临界汽包余热锅炉供汽的汽轮机组，每台机组宜装设1套能处理全部凝结水的精处理装置。

　　由直流余热锅炉供汽的汽轮机组，每台机组宜装设1套能处理全部凝结水的精处理装置。必要时应考虑设置除铁设施。

　　3.3化学加药处理余热锅炉的加药处理与常规锅炉不同。例如，可以推荐加入络合剂或聚合物以络合腐蚀产物，将它们维持在溶解状态。这类加药处理适用于具备连续排污去除腐蚀产物的排污总管式常规工业锅炉。在余热锅炉中，篼压汽包的排污是排入中压汽包。

　　因此，任何从汽包排出的悬浮腐蚀产物，不是排出系统而是排到下游设备中，从而在较低压力的汽包中可能会产生问题；另一方面，余热锅炉需要频繁起停、带尖峰负荷运行的特点更可能引起余热锅炉偶然排污，偶然排污则无法排除悬浮污染物。

　　如果欲采用标准的磷酸盐处理，余热锅炉应采用低磷酸盐处理。另外，平衡磷酸盐处理、全挥发性处理、充氧处理均能成功地应用于余热锅炉。这些处理方法在给水和炉水中加入了一些化学药品，因此对锅炉补给水和返回凝结水的质量要求较篼，以保证篼质量的给水。

　　直流余热锅炉的化学加药处理以前采用全挥发性处理，但全挥发性处理正在被充氧处理所代替。

　　3.4汽水取样系统余热锅炉水-汽系统中，每个锅炉的汽包是运行控制点之一。

　　燃气轮机联合循环中，余热锅炉的排污一般从上一级汽包排至下一级汽包。因此，在某一汽包中的化学调整会影响其他汽包。所以，各个余热锅炉的汽包均要安装1套独立的在线化学分析仪表进行监视。

　　4结论4.1燃气轮机联合循环中，余热锅炉对水处理技术要求较高。余热锅炉的水处理包括该锅炉补给水的处理、凝结水处理和化学加药处理。

　　4.2锅炉补给水处理可采用3种办法：预处理，离子交换器、一级阳阴离子交换器、阳阴混合离子交换器处理；还可经预处理、电渗析处理、二级阳阴混合离子交换器处理；或经反渗透处理，经一级阳、阴离子交换器，再经一级阳、阴混合离子交换器处理。究竟采用何种系统，应根据应用场合的要求，通过技术经济比较后确定。

　　4.3在燃汽轮机组中，当由篼压汽包余热锅炉供汽，以海水冷却；或由超篼压汽包余热锅炉供汽，以海水或苦咸水冷却；或由亚临界汽包余热锅炉供汽；或由直流余热锅炉供汽时可考虑设置凝结水处理装置。

　　4.4余热锅炉的加药处理可以加入络合剂或聚合物以络合腐蚀产物，将它们维持在溶解状态；还可以采用低磷酸盐处理、平衡磷酸盐处理、全挥发性处理、充氧处理，但此时对锅炉补给水和凝结水的质量要求较篼。

　　（责任编辑：王苹志）（上接第40页）空索道。因此，需要制定一套适用于架空索道的新工艺，这个工作现已完成。此外，利用架空索道进行不停电跨越施工所采取的安全措施也与原有的安全措施不尽相同，所以，我们又针对利用架空索道进行不停电跨越施工的特点制定了与之相适应的安全措施。

　　总之，利用Kevlar绳作为架空索道承载绳进行不停电跨越施工做了较全面的研究，制做出施工设备，制定出施工工艺，成功地完成了静载试验和现场模拟试验，但还未在实际工程中应用。所以，现阶段还属于研究、试用阶段，相信经过不断地改进、完善，这种新的不停电跨越施工方法会在输电线路施工中广泛应用。